• Computers and Concrete
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• 제22권2호
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• pp.183-196
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• 2018

The rheological behaviour of high strength self compacting concrete (HS-SCC) studied through an experimental investigation is presented in this paper. The effect of variation in supplementary cementitious materials (SCM) $vis-{\grave{a}}-vis$ four different types of processed crushed sand as fine aggregates is studied. Apart from the ordinary Portland cement (OPC), the SCMs such as fly ash (FA), ground granulated blast furnace slag (GGBS) ultrafine slag (UFS) and micro-silica (MS) are used in different percentages keeping the mix -paste volume and flow of concrete, constant. The combinations of rheology, strength and durability are equally important for selection of mixes in respect of high-rise building constructions. These combinations are referred to as the rheo-strength and rheo-durability which is scientifically linked to performance based rating. The findings show that the fineness of the sands and types of SCM affects the rheo-strength and rheo-durability performance of HS-SCC. The high amount of fines often seen in fine aggregates contributes to the higher yield stress. Further, the mixes with processed sand is found to offer better rheology as compared to that of mixes made using unwashed crushed sand, washed plaster sand, washed fine natural sand. The micro silica and ultra-fine slag conjunction with washed crushed sand can be a good solution for high rise construction in terms of rheo-strength and rheo-durability performance.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.159-167
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• 2022

본 연구에서는 보통 포틀랜드시멘트를 사용한 콘크리트와 광물질 혼화재료 및 알칼리활성화제를 첨가한 4종류의 배합으로 시편을 제작한 후 X선 회절분석, 미세구조분석, 압축강도, 동결융해저항성 및 SEM Image 분석을 실시하여 각 배합별 강도발현, 상대동탄성계수, 중량변화 등을 측정하여 기초물성 평가를 진행하였다. 페로니켈슬래그 혼입 삼성분계 시멘트는 보통포틀랜드 시멘트 배합(OPC)과 비슷한 수화물을 생성하는 경향을 보였으며, MgO 성분으로 인한 팽창성 수화물은 확인되지 않았다. 페로니켈슬래그를 혼입 시 3성분계 시멘트(30SP20FN)의 경우 OPC와 비교 시 공극률이 커지는 경향을 보였지만, 알칼리활성화제를 첨가할 경우 공극 분포가 변화하는 경향을 보였다. 또한, 알칼리활성화제의 첨가는 30SP20FN의 장기강도발현을 앞당기는 효과를 보였으며, 18~26 % 가량 강도가 증가함을 확인하였다. 30SP20FN의 경우 dilution effect로 인한 낮은 수화도의 영향으로 동결융해저항성이 떨어졌지만, 알칼리활성화제를 첨가할 경우 높은 상대동탄성계수를 유지하였으며, 동결융해 저항성이 우수한 것을 알 수 있었는데, 이는 변화된 공극 분포 때문인 것으로 사료된다. 본 연구에서 실시한 상대동탄성계수 측정 실험에 사용된 콘크리트 시편 모두 300 사이클에서 상대동탄성계수가 60 % 이상으로 우수한 동결융해 저항성을 나타내었다. 동결융해 작용을 받은 콘크리트의 미세구조를 분석한 결과, OPC 및 30SP20FN 콘크리트의 경우 비정질의 수화물이 서로 결합되어 있지 않고, 미세 균열이 발생함을 확인한 반면, 알칼리 활성화제를 혼입한 배합의 경우 균질한 내부 구조를 유지하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.86-93
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• 2020

숏크리트용 콘크리트는 일반적으로 1종 보통 포틀랜드시멘트(이하 OPC)를 100% 사용한 레미콘 제품에 현장에서 별도로 숏크리트용 급결제를 약 5% 혼합하는 방식으로 사용된다. 본 연구에서는 국내에서 사용률이 높은 시멘트 광물계 급결제(calcium aluminate)를 사용한 숏크리트용 결합재로서 기존 OPC에 슬래그분말(이하 SP), 석회석분말(이하 LSP)를 첨가하여 혼합시멘트를 사용할 때의 응결 및 압축강도, 페이스트 수화물 및 공극구조에 미치는 영향을 시험 및 분석하여 재령별 수화물의 생성량과 공극구조가 숏크리트의 모르타르 성능에 미치는 영향을 파악하였다. 향후 숏크리트용 결합재로서 최적화된 결합재를 제조하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.677-680
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• 2008

저발열형 고로슬래그 시멘트의 초기강도 발현 특성을 향상시키기 위하여 낮은 분말도의 고로슬래그 분말과 보통 포틀랜드시멘트를 혼합 분쇄하여 입자 표면을 개질하였다. 사전 분쇄한 고로슬래그 분말의 비표면적은 $2535cm^2/g$(BS2), $3245cm^2/g$(BS3)의 2가지를 사용하였으며, 고로슬래그 분말과 시멘트를 진동밀에 투입하여 10분부터 30분까지 혼합 분쇄하여 표면을 개질하였다. 시멘트에 대한 고로슬래그 분말의 혼합비는 60$^{\sim}$80%의 3수준으로 변화시켰으며 혼합분쇄 후 비표면적의 변화, 입도분표, 시멘트의 수화열, 몰탈의 압축강도를 측정하였다. 시판 삼성분계 저발열 시멘트(LHC)와 비교시험 결과, 7일 압축강도발현의 100%이상과 72시간 누적수화열 170J/g 이하의 값을 만족하는 배합 및 혼합분쇄 시간을 찾을 수 있었으며 저분말도 고로슬래그를 다량으로 활용한 저발열 슬래그시멘트의 가능성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.65-74
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• 2014

시멘트 혼합토는 도로 및 댐 현장을 비롯하여 최근에는 연약지반 개량공법에도 자주 사용되고 있다. 시멘트 혼합토의 강도는 주로 현장에서 채취한 코어나 실험실에서 양생한 공시체를 이용하여 실내에서 일축압축시험이나 삼축압축시험을 통하여 측정되고 있다. 이와 같이 현장에서 시료를 채취하거나 실내에서 공시체를 양생하기 위해서는 상당한 비용과 시간이 소요된다. 하지만 때론 현장에서 빠르고 신속하게 지반의 고결 정도나 강도를 판단할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 고결된 지반의 강도 예측을 위한 기초연구로서 고결모래의 전단파속도와 일축압축강도의 상관관계를 연구하였다. 낙동강모래에 보통 포틀랜드 시멘트를 4, 8, 12, 16%로 혼합하여 다짐방법으로 직경 5cm, 높이 10cm의 소형 공시체 제작한 다음, 대기 중에서 7, 14, 28일 동안 양생하였다. 또한 최근 자원 재활용을 위해 자주 사용되고 있는 고로슬래그에 알칼리 활성화제인 수산화나트륨(NaOH)을 혼합하여 고결토를 제작하였다. 양생이 완료된 고결모래에 먼저 전단파속도시험을 실시한 다음 일축압축시험을 통하여 강도를 측정하였다. 고결모래의 시멘트비와 고로슬래그비가 증가할수록 공시체의 건조밀도가 증가하고 생성된 수화물로 인해 구조가 치밀해져 일축압축강도가 증가하면서 전단파속도 또한 증가하는 경향을 보였다. 고결제를 16% 이하로 혼합한 고결모래의 경우 전단파속도와 일축압축강도의 상관관계는 비선형적으로 증가하는 경향을 보였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.50-57
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• 2015

본 연구는 알칼리 활성 모르타르를 활용하기 위한 기초적 연구로 보통 포틀랜드 시멘트 모르타르 및 알칼리 활성 모르타르에 감수제 종류 및 첨가율 변화를 적용하여 기초적인 특성을 파악하고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 플로우의 경우 감수제 종류와 관계없이 치환율이 증가함에 따라 유동성이 향상되었으며, OPC-Pn의 경우는 플로우치가 크게 증가하는데 비해 AA의 경우는 증가량이 크지 않았으며, AA중에서는 AA-Pn이 가장 우수하였다. 한편, OPC 및 AA에 액상 및 분말형 Pn 첨가에 따른 플로우의 경우는 OPC 첨가율이 증가함에 따라 유동성이 증가하였으며, AA의 경우는 AA-PN-L(액상형)의 경우보다 AA-Pn-P(분말형)의 경우가 유동성이 개선되는 것으로 나타났다. 공기량은 OPC의 경우는 첨가율이 증가함에 따라 공기량 분포가 증가되었으며, AA는 변화가 없거나 감소하는 것으로 나타났다. 또한, OPC에 액상 및 분말형 Pn 첨가율에 따른 공기량은 0.3% 이상 첨가할 경우 공기량이 큰 폭으로 증가되었는데, AA의 경우는 첨가율에 따른 공기량 변화는 크지 않았다. 압축강도의 경우는 OPC에 비해 AA가 전반적으로 강도발현이 우수한 것으로 나타났고, 재령 및 첨가율이 증가함에 따라 강도가 저하 혹은 유사하였고, 특히 AA-Pn 1%의 경우가 가장 우수한 강도 값을 나타내었다. 이상을 종합하면 감수제 종류 변화에 따라서는 Pn의 경우가 유동성 및 강도적인 측면에서 가장 우수한 결과를 나타냄으로써, 알칼리 활성 모르타르의 혼화제로써 활용성이 양호한 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.1-6
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• 2015

최근 $CO_2$ 감축을 위해 고로슬래그 미분말과 같은 혼화재의 치환율을 높이기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 프리캐스트 콘크리트의 경우 증기양생을 실시하기 때문에 혼화재의 치환율을 높여도 초기 강도 확보에 유리한 것으로 알려져 있다. 하지만 다양한 증기양생이력에 따른 압축강도 특성에 대한 연구가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 고로슬래그 다량치환(질량비 60%) 시멘트 콘크리트의 증기양생 이력에 따른 콘크리트 압축강도 특성을 규명하기 위해 물-결합재비(W/B) 32, 35%, 단위수량 135, $150,165kg/m^3$ 수준으로 콘크리트를 제조하였다. 그리고 공시체의 최고온도(50, $60^{\circ}C$) 및 최고온도유지시간(5, 6, 7hr)을 변수로 증기양생을 실시하였다. 실험결과, 증기양생을 통해 높은 초기강도를 얻을 수 있었지만 28일 압축강도에서 강도가 저하되는 현상을 확인할 수 있었다. 따라서 고로슬래그 다량치환 시멘트 콘크리트의 프리캐스트 콘크리트 부재에의 적용을 위해서는 탈형강도 및 요구강도를 확보할 수 있는 증기양생 이력에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.435-442
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• 2022

본 연구에서는 시멘트, 고로슬래그 미분말 및 플라이 애시의 효율적인 밀도 관리를 위해 KS L 5110과 가스 피크노미터 및 전자 밀도계에 의한 밀도 값을 비교하였다. 시험방법에 따른 상관관계 및 사용성을 검토하였으며, 이를 바탕으로 대체 시험방법에 대한 활용 가능성을 분석하였다. 시험방법에 따른 밀도 시험결과 시멘트, 고로 슬래그 미분말 및 플라이 애시 모두 가스 피크노미터, KS L 5110 및 전자 밀도계 순으로 밀도 값이 낮아지는 경향을 나타냈으며, 이는 시험방법에 따라 시료의 부피를 평가하는 범위의 차이에 따른 것으로 분석된다. 시험방법에 따른 상관관계는 결정계수 R² 값이 0.71~0.93 범위로 비교적 양호한 상관성을 나타냈으며, 상관식을 통해 오차에 대한 보정을 적용하면 대체 시험방법의 활용이 가능할 것으로 분석된다. 시험 절차, 측정시간 및 변동계수를 고려한 사용성 검토 결과 가스 피크노미터는 시험 절차가 가장 간단하며, 신뢰성도 양호하였다. 또한, 숙련도가 크게 필요하지 않기 때문에 시험자 간의 재현성도 상대적으로 높을 것으로 예상된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.102-110
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• 2004

최근 시멘트 및 골재 등 원재료 값의 상승 및 세계적인 유가 급등으로 인한 운송비의 증가로 레미콘 제조원가는 상승하고있다. 그러나 레미콘 제조업체들 간의 과당경쟁으로 인해 레미콘의 납품 단가는 오히려 낮아지고 있는 실정이다. 이를 극복하기 위한 일환으로 레미콘 제조업체들은 레미콘의 제조원가를 최소한으로 줄이고자 하는 노력 중 하나로 고로슬래그미분말 및 플라이애쉬를 혼화재로 사용하는 업체가 증가하고 있다. 그러나 이러한 광물질 혼화재를 사용한 콘크리트의 품질관리에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 고로슬래그미분말 혼합 콘크리트의 28일 압축강도를 조기에 예측하기 위해 열수양생법 및 표준양생에 의한 7일 압축강도를 이용하였다. 고로슬래그미분말 혼합률 별로 선형회귀분석을 실시하여 추정식을 제시하였고 90%의 신뢰구간을 나타내었다. 또한 실험의 신뢰성을 높이기 위해 모든 배합은 3회 반복하였고, 배합순서는 랜덤추출법을 사용하였다. 이러한 실험결과 열수양생법에 의한 1일 촉진강도로서 고로슬래그미분말 혼합 콘크리트의 재령 28일 압축강도를 예측할 수 있는 추정식의 신뢰성을 확인하는 성과를 얻었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.657-665
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• 2013

이 연구는 알칼리 활성 슬래그(alkali-activated slag, AAS) 결합재를 이용하여 자기충전성을 갖는 콘크리트 개발을 위한 기초 연구로서 자기충전 콘크리트에 사용될 AAS 결합재 및 고성능 감수제의 유동성능 평가를 통해 선정하고, 선정된 결합재 및 고성능 감수제를 사용하여 자기충전 콘크리트를 배합한 후 굳기 전 콘크리트의 유동특성을 평가하였다. 높은 pH에서 폴리카르본산계 고성능 감수제의 성능이 저하됨에 따라 비교적 강도가 낮은 약알칼리성 활성화제를 사용한 AAS 결합재를 선정하였다. 시험 결과 일본토목학회(JSCE) 기준인 고유동성, 재료분리 저항성, 간극 충전성은 대부분 만족시켰으나, AAS 페이스트의 기본점성이 OPC에 비해 높은 이유로 유럽통합기준의 간극 통과성은 만족시키지 못했다. 하지만, AAS 결합재를 이용하면 증점제의 사용 없이 재료분리가 발생되지 않는 자기충전 콘크리트 제조가 가능함을 확인하였다. 이 연구는 AAS 결합재를 이용한 자기충전 콘크리트 개발의 기초연구로서 앞으로 현장적용이 가능한 AAS 자기충전 콘크리트 개발을 위해 더 높은 강도의 고유동 결합재와 간극 통과성을 높이기 위한 콘크리트 배합비의 연구가 필요하다.